2019年3月19日，Bioconjugate Chemistry在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心张智红教授课题组的最新研究成果“利用CT/荧光双模式脂质纳米探针长程示踪淋巴系统，用于肿瘤淋巴结转移的检测”（Long-distance tracing of the lymphatic system with a CT/fluorescence dual-modality nanoprobe for surveying tumor lymphatic metastasis [J]. Bioconjugate Chem. 2019, DOI: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00144）。

淋巴系统主要负责从组织中收集组织液、大分子和细胞，在维持体液平衡和免疫调节中具有重要的作用。淋巴系统的结构和功能变化（如淋巴管增生、肿大和淋巴流量增加）被认为是疾病发生的重要指标之一。目前已有较多种类的纳米颗粒应用于淋巴系统的造影检测，如量子点、金属光声造影剂、硫化铋CT造影剂和脂质体MRI造影剂等。尽管种类繁多的造影剂为淋巴成像提供了非常有利的保障，但无论在临床水平还是临床前的动物模型研究中，均缺乏皮下注射后能够实现全身多级淋巴结造影的纳米载体。因此，发展一种可用于系统性淋巴造影的纳米载体，结合高分辨率的成像技术对淋巴系统进行可视化研究及定量表征，对深入了解淋巴系统的功能及其在病理发展进程中的作用将具有非常重要的临床意义。

图1. 基于CT/荧光双模式脂质纳米探针长程示踪淋巴系统的原理示意图

在针对淋巴系统的纳米载体研制中，粒径在10-100 nm的纳米颗粒更容易穿行组织间隙的“水通道”（通道尺寸为100 nm左右），尺寸太小的容易入血，太大则容易滞留于组织间隙。另外，间隙的胞外基质主要由胶原纤维和糖胺聚糖缠连构成，而糖胺聚糖的组分为带负性电荷的透明质酸，负性或者中性电荷性质的纳米载体更有助于淋巴系统蓄集。此外，淋巴管内皮细胞表达较高水平的清道夫受体（SR-B1），这种受体可促进高密度脂蛋白（HDL）介导的胆固醇逆转运。因此，发展一种10-100 nm粒径尺寸、负性或中性电荷负载以及SR-B1靶向的纳米载体，将有助于提高淋巴系统的靶向造影效果。

华中科技大学武汉光电国家研究中心张智红教授课题组，在基于仿高密度脂蛋白纳米颗粒（HPPS）的基础上，成功地研制了一种CT/荧光双模式脂质纳米探针PL(I/D)NP，皮下组织间隙注射后显示了良好的系统性淋巴造影和准确表征的能力。PL(I/D)NP的壳层磷脂组分为DMPC、MHPC、DSPE-PEG2000和DMPE，结合不同磷脂的空间互补作用，实现了对核心造影内容物Lipiodol（CT）和DiR-BOA（荧光）的稳定包裹。体外实验表明PL(I/D)NP具有较好的血清稳定性、60 nm粒径大小、近红外波段吸收和发射（750 nm / 780 nm）、-16 mV电荷负载及SR-B1受体靶向性，这些理化特性提示PL(I/D)NP具备良好的在体淋巴造影潜能。

图2. 淋巴结和淋巴管的CT/荧光成像结果。A，足背注射纳米颗粒6 h后，小鼠CT三维重建结果及各级淋巴结和淋巴管的放大结果。淋巴管和淋巴结用红色箭头标记；BLN，上臂淋巴结；ALN，腋下淋巴结；ILN，腹股沟淋巴结；PLN，腿弯淋巴结；MLN，肠系膜淋巴结；SLN，坐骨淋巴结；RLN，肾脏淋巴结；TD，胸导管。B，淋巴结和淋巴管图谱绘制结果。C，淋巴管和淋巴结的横断面、冠状面和矢状面的切面结果。D，腹腔打开后对各级淋巴结和淋巴管的荧光成像结果。E，胸腔和腹腔脏器去除后对各级淋巴结和淋巴管的荧光成像结果。比例尺1 cm。

小鼠足背注射PL(I/D)NP后，不同时间点的CT和荧光成像结果显示了纳米颗粒的在体迁移路线。注射6 h后，腿弯、坐骨、腰椎、肾脏、肠系膜、腹股沟、腋下等淋巴结及胸导管、淋巴结间的淋巴管均可通过CT成像得以完整显示。CT重建后的横断面、冠状面和矢状面等切面结果中，整个纵行迁移路线的淋巴结和淋巴管都具有较强的CT造影信号，明显区分于周围背景组织。同时，在体和离体的荧光成像结果对CT结果也给予了进一步佐证。

基于纳米颗粒对淋巴系统造影的连续性及CT成像的高分辨率，在体测定了各淋巴结体积、各淋巴结间淋巴管长度及从注射部位到静脉角的距离。从所有测定的淋巴结体积看，小鼠腹股沟淋巴结体积值最大（5.1±1.6 mm³），而坐骨淋巴结的体积值则最小（1.0±0.7 mm³），腿弯、腰椎、肾脏和腋下淋巴结的体积值处于中间水平（从2.7±1.9 mm³到3.7±2.0 mm³）。在各段淋巴管长度的测定中，从注射部位到静脉角的总长度为68.4±5.1 mm，从腿弯到坐骨、从坐骨到腰椎、从腰椎到肾脏淋巴结及胸导管的长度分别为8.4±0.3 mm、12.8±1.1 mm、7.9±3.0 mm、20.5±1.3 mm。胸导管长度值最大，从腰椎到肾脏淋巴结间的淋巴管长度值最小。结合小鼠乳腺癌淋巴结转移模型，进一步验证了PL(I/D)NP对病理状态下淋巴系统的表征效能。

综上，不同的磷脂组合为制备稳定的、核心包裹Lipiodol/DiR-BOA的脂质纳米颗粒PL(I/D)NP提供了坚实基础。纳米颗粒经间隙注射后可以系统性、非侵入性地对浅表和深部淋巴组织进行造影成像并提供较为完整的淋巴图谱。通过高分辨率的CT成像，可以对淋巴结体积和淋巴管长度进行定量表征。纳米颗粒组分的安全性及应用于淋巴造影的高效性和准确性，使PL(I/D)NP具有良好的生物应用及临床转化前景。本研究工作得到了国家重点研发计划（2017YFA0700403），国家杰出青年科学基金（81625012），国家自然科学基金创新研究群体科学基金（61721092）等基金项目的资助。张智红教授为论文通讯作者，博士研究生许国强和钱源为共同第一作者，杨孝全副教授、博士生郑好、严冬梅及硕士生伍柳娟等为共同作者参与相关工作。

全文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.bioconjchem.9b00144。